2010-04-22

Impulsbasierte Dynamiksimulation

Prof. Jan Bender, TU Darmstadt

11 May 2010, 16:30; Location: S3|05-074 (IGD)

Die dynamische Simulation ist ein aktueller Forschungsbereich mit vielen Anwendungsgebieten. Dieser Bereich umfasst u.a. die Simulation von Starrkörpern, Textilien und Weichkörpern. Dynamische Simulation ist heutzutage ein wichtiger Bestandteil im Entwicklungsprozess von komplexen Maschinen (wie z.B. in der Robotik), im Forschungsbereich der Medizin, in der Computeranimation und der virtuellen Realität.

An der Universität Karlsruhe wurde in den letzten Jahren ein neues Verfahren für die Simulation von Starrkörpern entwickelt, die durch Gelenke miteinander verbunden sind. Jedes Gelenk definiert eine Zwangsbedingung für die verbundenen Körper. Diese Bedingung wird im Gegensatz zu klassischen Verfahren mit Hilfe von Impulsen aufgelöst. Dadurch kann die Simulation effizient durchgeführt werden und liefert sehr genaue Ergebnisse. Ein weiterer Vorteil der impulsbasierten Simulation ist, dass Kollisionen und bleibende Kontakte mit Reibung auf die gleiche Art wie Gelenke simuliert werden können und sich dadurch ein einheitliches Verfahren ergibt.

Für den impulsbasierten Ansatz wurde mittlerweile ein Algorithmus entwickelt, der die Simulation für azyklische Modelle mit dem optimalen Zeit- und Speicheraufwand von O(n) ermöglicht. Dadurch können selbst sehr komplexe Modelle in Echtzeit simuliert werden. Außerdem konnte die impulsbasierte Simulation durch die Parallelisierung eines iterativen Lösungsverfahrens sehr effizient auf einem Graphikprozessor implementiert werden. Das ursprüngliche Verfahren wurde für die Simulation von Textilien und Weichkörpern erweitert. Die Simulation von Textilien wird hauptsächlich in der Computeranimation und in Computerspielen angewendet, während die Simulation von Weichkörpern auch im medizinischen Bereich von großem Interesse ist.

This talk is provided in cooperation with the department of Graphical-Interactive Systems (GRIS).

Category: CE Seminar

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